1、环境中微生物的 主要类群,本章主要内容,概述 第一节 原核细胞型微生物 第二节 真核细胞型微生物 第三节 非细胞型微生物,2,环境微生物分为： 真核细胞型微生物 细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体；胞质内有完整的细胞器（如内质网、核糖体及线粒体等）。真菌 原核细胞型微生物 细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁；细胞器不很完善。细菌、螺旋体、支原体、立克次体、衣原体、放线菌 非细胞型微生物 没有典型的细胞结构，亦无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁殖。病毒,3,第一节、原核细胞型微生物,一、细菌 二、放线菌 三、鞘细菌 四、滑动细菌 五、蓝细菌,4,在原核型微生物中占主要地
2、位居位显赫。 基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、质粒等； 质粒是细菌染色体以外的遗传物质，为闭合环状双股DNA，带有遗传信息，控制细菌的某些遗传性状（有性生殖、细菌毒力、耐药性、代谢酶等）。 分为球菌、杆菌和螺形菌三类； 可能具有特殊结构，如鞭毛、荚膜、芽孢和菌毛等； 以简单二分裂法无性繁殖，仅需2030分钟。,一、细菌（Bacteria）,5,（1）环境中常见致病菌与条件致病菌,6,（2）环境中其他常见细菌 假单胞菌属 黄杆菌属 产碱杆菌属 无色杆菌属 微球菌属 乳杆菌属 其它细菌,7,假单胞菌属（Pseudomonas）,革兰阴性杆菌，有鞭毛能运动. 在自然界分布广泛，因本菌属在低温
3、条件下能很好生长，可引起冷藏食品的腐败变质。 能利用多种有机物（是迄今为止发现的自然界杂食性最强的微生物，能以80多种有毒有机物为碳源），故在自然界物质转化中起重要作用，常被作为污染物生物降解的筛选菌种。,8,1 一般特征,原核 革兰阳性菌 显微镜下，呈丝状分枝，菌丝直径与细菌相似。菌丝细胞的结构与细菌基本相同。 多核、单细胞（细胞核之间没有分隔）,二、放线菌（Actinomycetes）,9,2 形态（以链霉菌属Streptomyces为例）,根据形态功能分：营养菌丝 气生菌丝 孢子丝 分生孢子,10,（1）营养菌丝 长在培养基内，又称基内菌丝作用吸收水分、养料 排泄代谢产物 产水溶性或脂溶
4、性色素。 水溶性色素使培养基呈现颜色。,11,（2）气生菌丝,在培养基外，向空中生长 弯曲、直形等 繁殖功能,12,（3）孢子丝,当气生菌丝发育到一定程度，其上分化出的可形成孢子的菌丝。 直形、波浪状、螺旋状、轮生等。是放线菌定种的重要标志之一。,孢子丝,13,（4）分生孢子,孢子丝发育到一定阶段便分化为分生孢子。 生长在孢子丝上。球形、椭圆形、杆形 呈白、黄、绿、淡紫、蓝、褐、灰等色。,分 生 孢 子,14,3 繁殖,无性繁殖。分两类 分生孢子生殖 菌丝断裂成短杆状细胞 较细菌复杂，所以放线菌是比细菌更高一级的进化类群。,15,4 菌落,特征(1)致密、坚硬、多皱、不易用针挑起，不透明。 (
5、2)孢子成熟后，表面粉末状，干燥。 (3)正反面呈现不同颜色。,16,5 分布和作用,在自然界分布广泛，尤其在土壤中。 产生抗生素。 少数菌种对人类有致病作用，如星形偌卡菌引起肺部化脓性感染。 可分解多种有机物质（烃类、氰类、吡啶、纤维素等），如诺卡菌属处理含烃类、无机氰化物的废水。在环境治理中具有潜在应用价值。,17,6 放线菌的代表属,链霉菌属：是最高等的放线菌，放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群。多生活在土壤中。是产生抗生素菌株的主要来源。 链霉素-灰色链霉菌 土霉素-龟裂链霉菌 偌卡菌属：部分可对人致病。星形偌卡菌引起肺化脓性感染。巴西偌卡菌主要在皮肤创伤后引起感染，感染
6、以化脓和坏死为特征，称为分枝菌病。 小单胞菌属：棘孢小单胞菌可产生庆大霉素。,18,19,三、鞘细菌 (Sheathed bacteria),单细胞连成的丝状体细菌。 细胞呈丝状排列，包在一层由有机物或无机物组成的鞘膜内，鞘上有固着器。 革兰阳性，偏端丛生鞭毛，能活跃运动，又称游动细胞。 代表菌有球衣菌属、铁细菌属。,20,1 球衣菌(Sphaerotilus),特性：由许多的球杆状细菌通过衣鞘彼此紧靠的丝状细菌,在溶解氧小于0.1mg/L的微氧环境可生长。 分解有机物能力强。 具假分枝。,作用,构成活性污泥的重要菌种 利于有机物的去除 容易引起污泥膨胀,污泥膨胀： 丝状细菌在活性污泥中大量繁
7、殖，使污泥结构极度松散，絮块漂浮水面，比重减轻，随水流流出。,21,2 铁细菌(Crenothrix),特性 丝状体不分枝。 生活在氧气少、有较多铁质和二氧化碳的水中。把亚铁氧化为高铁。作用 造成铁质水管的腐蚀、堵塞。 使水呈现颜色，影响水质。,22,四、滑动细菌,不借助鞭毛而靠菌体的蠕动进行滑动的细菌。 丝状，无鞭毛，不固着。 常见菌属贝氏硫菌属：丝状的原核生物，但不固着，无鞭毛。,23,（一） 特性,五、蓝细菌 (Blue bacteria,Cyanobacteria),24,1.形态,单细胞类群呈球状、椭圆和杆状，常聚集成团并有共同的胶质层包裹。 丝状体蓝细菌不分枝或有假分枝，通常也具有
8、鞘的胶质外套。 个体细胞比细菌大，一般直径为 310 m，最小的为0.51 m，最大60m。,25,2.细胞结构,与G-菌相似，无鞭毛，能分泌粘胶物质，作滑行运动。许多蓝细菌的细胞质中有气泡存在。 光合型微生物，光合作用部分称类囊体，类囊体膜上含有叶绿素a、-胡萝卜素等，辅助色素-藻胆素。,26,（1）营养细胞：光合作用 （2）异形孢：有些可发育成特殊代谢的功能细胞，稍大，比较透亮，壁厚，细胞质中的颗粒物质溶解，呈均匀状态。固氮。 （3）静息孢子：一些有异型孢的丝状蓝细菌形成静息孢子，壁厚。抗不良环境。,27,3.繁殖方式,主要行分裂繁殖。 断裂形成藻殖段、形成孢子进行无性生殖。,28,29,
9、4.生境和分布,在自然界分布广泛。生活在淡水中的蓝细菌，是水生态系统食物链中的重要一环。 可与其他生物共生。如与真菌共生形成地衣，有的与蕨类植物满江红共生或与苏铁共生。,（二）常见种属,蓝细菌的常见属：微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属其他蓝细菌念珠藻属、螺旋藻属可作为食品开发对象,是水体富营养化的引起种类。,30,（三）危害,“赤潮” （Red tide） “水华”（Water bloom）,31,第二节 真核细胞型微生物,具有分化程度较高的真正的核，有核膜、核仁和染色体，胞浆内有完整的细胞器。 真菌 藻类（低等植物） 原生动物 （低等动物）,32,一、真菌（Fungus）,真菌与原生生物的主要区别
10、：较硬的细胞壁（胞壁不含肽聚糖，多含几丁质） 真菌按形态分为单细胞和多细胞两类。 单细胞真菌为酵母菌和类酵母菌（yeast）. 多细胞真菌又称霉菌（mold）。 分布广泛，存在于各种环境和生物体内。 卫生学效应： 引起物质变质腐烂的主要原因 发酵、制药、食品工业等中具有重要作用 少数致病,33,（一）环境中常见酵母菌 （Yeast）,1 个体形态 单细胞 比细菌大，宽15m,长530m。 球形、卵圆形、香肠形、柠檬形等。 易形成假菌丝呈藕节形。,34,2 酵母菌的繁殖,无性繁殖（常见）主要芽殖 有性繁殖（少见） 两性结合形成子囊孢子,一个母细胞形成多个芽体。一端、两端、多端,35,3 菌落形态
11、,与细菌相似 比细菌大而厚，不透明，表面光滑、湿润、粘稠，易用针挑起。多呈乳白色。,羊血培养基,BTB培养基,36,4 常见代表属 酵母菌属(Saccharomyces) ：重要的菌种如啤酒酵母用于酿酒和面包发酵；鲁氏酵母及蜂蜜酵母可使果酱等糖制品和蜂蜜变质。 假丝酵母属(Candina) ：有发酵酒精能力。代表菌种为产朊假丝酵母，由于细胞内富含蛋白质及维生素B，成为食用酵母和饲料酵母的重要菌种。,37,红酵母属(Rhodotorula Harrison) 菌苔颜色呈现珊瑚红到橙红色或微带桔红色。空气、水、花、土壤、鳟鱼肠道等处均可分离到。均无酒精发酵能力，但产脂能力较强，可从菌体提取大量脂肪
12、。能合成-胡萝卜素。 毕赤氏酵母属(Pichia Hansenula) 有的种能产生麦角固醇、苹果酸及磷酸甘露聚糖。也是饮料、酒类的污染菌，常在酒、酱油表面生成白色干燥的菌醭。,38,球拟酵母属(Torulopsis) 细胞多为球形至卵形，大小一般由2.5-43-5m至4-75-8.5m，可形成薄膜。在固体培养基上菌落灰白色到奶油色。 球形球拟酵母，常可生长在浓糖基质上，如炼乳、蜜饯、果脯等处，为一种耐高渗压的菌种。,39,（二）环境中常见霉菌 (mold),形态与结构：由菌丝和孢子组成。,40,霉菌常见代表属,曲霉属：广泛分布于谷物、土壤等上，分解有机质能力极强，可造成霉变。为酿造、食品、制
13、药行业的重要菌属。,41,曲霉的菌落颜色多样且比较稳定，是分类的主要特征之一。 其他分类依据：分生孢子头和顶囊的形状、大小；分生孢子梗的长度和表面特征；小梗的构成；分生孢子的形态和颜色。,42,青霉属：典型结构为帚状枝，产生单轮或多轮对称或不对称的扫帚状小梗，多呈蓝绿色。,43,青霉和曲霉的主要区别,青霉和曲霉的模式图,44,青霉、曲霉与人类的关系,（1）青霉除了用于提取青霉素外，还用于制造有机酸如柠檬酸、葡萄糖氧化酶和淀粉酶等。 （2）曲霉是发酵工业及食品加工方面的重要菌种。如黑曲霉是化工生产中应用最广的菌种之一，用于柠檬酸、葡萄糖酸、淀粉酶和酒类的生产。米曲霉具有较强的淀粉酶和蛋白酶活力，
14、是酱油、面酱发酵的主要发酵菌。,45,镰刀菌属：环境中常见，为植物激素产生菌和工农业生产有用菌。 根霉属：分布广泛，分解有机质能力极强。为我国酿造业常见菌种，能产生大量的淀粉酶，故作酿酒、制醋业的糖化菌。有些种根霉还用于甾体激素、延胡索素和酶制剂生产。生物制品领域应用多。 毛霉属：较根霉小。其分解淀粉、蛋白质能力极强，常与根霉一样常用于发酵工业，同时也是环境物质循环中的常见菌。,46,木霉属：常寄生于某些真菌子实体上，是栽培蘑菇的劲敌。木霉可以生产纤维素霉、合成核黄素、产生抗生素等。 交链孢霉属：交链孢霉广泛分布于土壤和空气中，有些是植物病原菌，可引起果蔬的腐败变质，产生毒素。 芽枝霉属,47
15、,二、藻类（algae）,藻类是一大群低等植物，细胞分化比较低级(无根茎叶花等)。广泛浮游于淡水及海水的上层，也称浮游生物或浮游植物（phytoplankton）。是水生生态系统的初级生产者，是水生食物链的关键环节。 形态与结构 ： 形态：多种多样，单细胞或多细胞。含叶绿体，同时呈现不同的颜色。 生理特征：行植物光合作用。利用二氧化碳，对N、P需求多。,48,常见藻类 ： 绿藻：因藻体中含叶绿素及少量叶黄素，细胞呈草绿色。小球藻（富含蛋白质和脂肪，可大量培养作为饲料和食品）、栅藻 、衣藻等 。 硅藻：单细胞存在或群体存在，细胞壁为两个藻瓣相扣。藻瓣中含有大量硅质和果胶质，硅藻死亡后，形成硅藻土
16、，可作为过滤剂、绝缘剂等。 甲藻：海洋“赤潮”也常由甲藻大量增殖引起；甲藻产毒可积于贝体而使人体中毒。,49,三、原生动物,形态与构造 ： 单细胞低等动物，但结构较为复杂，是一个独立而完整的机体。用一个细胞进行运动、营养、排泄、感觉等。 营养与繁殖： 大部分为异养生活，少数能自养生活。 有无性繁殖和有性繁殖。 卫生学意义： 水中重要浮游生物。可吞食细菌，在污水处理中起一定作用。 某些种类是病原体。,50,环境中常见原生动物目前已知有15000种： 鞭毛纲：运动细胞器是鞭毛，具有一至多根鞭毛。如绿眼虫、波豆虫、滴虫等。多生活在污水中。 肉足纲：运动器官是伪足，也是摄食器官。多无固定的形态，细胞质
17、可伸缩变动而形成伪足。最常见的代表有变形虫。 纤毛纲：运动细胞器是纤毛。 孢子虫纲：运动细胞器缺如，有复杂的生活史。为寄生，如间日疟原虫等。,51,废水生物处理中常见的两类 1 游泳型纤毛虫 没有柄，不能固着生活。 如：草履虫、肾形虫、豆形虫、漫游虫等。,草履虫,漫游虫,52,2 固着型纤毛虫 主要是钟虫类。形状像钟，后端有尾柄，作为附着器。,累枝虫,小口钟虫,沟钟虫,53,纤毛虫类与水处理的关系 非常密切！,在活性污泥污水处理池中，常以原生动物的类群与比例作为污水净化的指标。一般情况下，普通单体钟虫与群体钟虫较多时，说明污泥曝气池运转正常。,54,第三节 非细胞型微生物,特征： 不具有细胞结构，具有体积极小、结构简单、专性寄生、抵抗力特殊的特点。 环境中的病毒 ： 空气中病毒：如流感病毒、鼻病毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒、天花病毒、水痘病毒、风疹病毒、腺病毒等。 水中病毒：多为肠道病毒。 土壤中病毒：土壤中病毒可吸附于颗粒内而延长存活时间。 食品中病毒：主要是甲型病毒性肝炎和胃肠炎。许多疾病与食用贝类有关。如1988年上海甲肝大流行。,55,教学大纲要求,1.掌握环境中常见致病菌与条件致病菌的种类、分布及其危害。 2.熟悉环境中原核细胞型微生物和真菌的一般特点和主要代表菌属。 3.了解藻类和原生动物的主要种类及其意义。 4.了解环境在传播病毒性疾病中的作用。,56,
